Ліпідний склад cyanophyta та флуоресцентні характеристики їх фотосинтетичного апарату за альтернативних умов вуглецевого живлення

12. Михайленко Н. Ф. Дія екзогенної глюкози на гліцероліпідний склад гормогонієвих ціанобактерій / Н. Ф. Михайленко // VIII Український біохімічний з'їзд, 1-3 жовтня 2002 р. : матеріали -- Український біохімічний журнал. -- 2002. -- Т. 74, № 4б (додаток 2). -- С. 163.

13. Mykhaylenko N. F. Cyanobacterial lipid composition with regard to the regulatory role of glucose / N. F. Mykhaylenko // 13^th Congress of the Federation of European Societies of Plant Physiology, 2-6 September 2002 : Book of Abstracts. -- Hersonissos (Heraklion, Crete, Greece), 2002. -- P. 408.

14. Mykhaylenko N. F. The regulatory effect of glucose on cyanobacterial photosynthesis and glycerolipid composition / N. F. Mykhaylenko // The 14th FESPB Congress, 23-27 August 2004 : Book of Abstracts. -- Acta Physiologiae Plantarum. -- 2004. -- Vol. 26, № 3 supplement. -- P. 281.

15. Mykhaylenko N. The modes of glucose action on photosystem II activity of Spirulina platensis revealed by chlorophyll fluorescence analysis / Nataliya Mykhaylenko // Federation of European Societies of Plant Biology : XV FESPB Congress, 17-21 July 2006 : Book of Abstracts. -- Lyon (France), 2006. -- P. 130.

16. Mykhaylenko N. Inhibition of Photosystem II activity in Spirulina platensis by carbohydrates: details revealed by chlorophyll fluorescence analysis / Nataliya Mykhaylenko, Elena Zolotareva // International Meeting “Photosynthesis in the Post-Genomic Era: Structure and Function of Photosystems”, 20-26 August 2006 : Abstracts. -- Pushchino (Moscow Region, Russia), 2006. -- P. 257.

17. Mykhaylenko N. Changes in lipid and fatty acid composition of cyanobacteria induced by additional carbon sources / Nataliya Mykhaylenko, Olena Zolotareva // 7th European Workshop on the Molecular Biology of Cyanobacteria, 31 August -- 4 September 2008 : abstracts. -- Иeskй Budмjovice (Czech Republic), 2008. -- P. 138.

18. Mykhaylenko N. The regulatory effect of glucose on Spirulina platensis Photosystem II activity / Nataliya Mykhaylenko, Olena Zolotareva // 7th European Workshop on the Molecular

19. Biology of Cyanobacteria, 31 August -- 4 September 2008 : abstracts. -- Иeskй Budмjovice (Czech Republic), 2008. -- P. 149.

АНОТАЦІЯ

Михайленко Н. Ф. Ліпідний склад Cyanophyta (Cyanobacteria) та флуоресцентні характеристики їх фотосинтетичного апарату за альтернативних умов вуглецевого живлення. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 - Біохімія. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ. - 2010.

Дисертація присвячена аналізу ліпідного складу та ефективності протікання фотохімічних реакцій у Cyanophyta (Cyanobacteria) при переходах до альтернативних типів живлення. Під впливом екзогенної глюкози в Cyanophyta змінюється співвідношення полярних ліпідів на користь фосфатидилгліцеролу за рахунок моногалактозилдіацилгліцеролу, підвищується відносний вміст олеїнової кислоти в складі ліпідів, порушується біосинтез хлорофілу та пригнічується фотосинтетична активність: знижуються максимальна ефективність фотохімічних реакцій у фотосистемі ІІ, ефективність фотохімічного розділення зарядів у її реакційних центрах та порушується відтік електронів з них. Одержані в роботі дані дозволяють дійти висновку, що глюкоза, крім метаболічної, відіграє в клітинах Cyanophyta сигнальну роль. Це підтверджується подібними до спричинюваних глюкозою змінами в ліпідному складі, які викликає маноза - структурний аналог глюкози, що не метаболізує. Пригнічуючий вплив аналогів глюкози на активність фотосистеми ІІ обмежується частковим блокуванням перенесення електронів з реакційних центрів до пластохінонового пулу.

Ключові слова: Spirulina platensis, Nostoc linckia, міксотрофне живлення, глюкоза, маноза, цитрат натрію, ліпіди, жирні кислоти, флуоресценція хлорофілу. хлорофіл сyanophyta гліцероліпід живлення

АННОТАЦИЯ

Михайленко Н. Ф. Липидный состав Cyanophyta (Cyanobacteria) и флуоресцентные характеристики их фотосинтетического аппарата при альтернативных условиях углеродного питания. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04 - Биохимия. - Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев. - 2010.

Диссертация посвящена анализу липидного состава и эффективности протекания фотохимических реакций у Cyanophyta (Cyanobacteria) при переходах к альтернативным типам питания. Под влиянием экзогенной глюкозы у Cyanophyta изменяется соотношение полярных липидов в пользу фосфатидилглицерола за счёт моногалактозилдиацилглицерола, повышается относительное содержание олеиновой кислоты в составе липидов, нарушается биосинтез хлорофилла и подавляется фотосинтетическая активность: снижаются максимальная эффективность фотохимических реакций в фотосистеме ІІ, эффективность фотохимического разделения зарядов в её реакционных центрах и нарушается отток электронов из них. Полученные в работе данные позволяют прийти к выводу, что глюкоза, помимо метаболической, выполняет в клетках Cyanophyta сигнальную роль. Это подтверждается изменениями в липидном составе, подобными индуцированным глюкозой, которые вызывает манноза - неметаболизирующий структурный аналог глюкозы. Подавляющее воздействие аналогов глюкозы на активность фотосистемы ІІ ограничивается частичным блокированием переноса электронов от реакционных центров фотосистемы ІІ на пул пластохинона.

Ключевые слова: Spirulina platensis, Nostoc linckia, миксотрофное питание, глюкоза, манноза, цитрат натрия, липиды, жирные кислоты, флуоресценция хлорофилла.

ANNOTATION

Mykhailenko N. F. Lipid composition of Cyanophyta (Cyanobacteria) and fluorescence characteristics of their photosynthetic machinery under alternative conditions of carbon nutrition. - A manuscript.

Dissertation for the candidate of biological science degree in speciality 03.00.04 - Biochemistry. - Kyiv National Taras Shevchenko University, Kyiv. - 2010.

The dissertation covers the study of lipid composition and efficiency of photochemical reactions in the cells of Cyanophyta (Cyanobacteria) under alternative modes of nutrition. It was proved that structural and functional characteristics of the membranes of Spirulina platensis (Nordst.) Geitl. and Nostoc linckia (Roth) Born. et Flah. in sensu Elenk. changed depending on the available sources of energy and the conditions of carbon nutrition. Among exogenous organic substances examined in the present study, only glucose could be utilized by Spirulina platensis and Nostoc linckia as a complementary source of carbon and energy under illumination or as the main source in the darkness. The biosynthesis of chlorophyll in Cyanophyta was disturbed under the influence of exogenous glucose, as indicated by the excretion of intermediate products of chlorophyll biosynthesis to the culture medium along with the reduction in chlorophyll a content in the cells. The examination of glycerolipid composition of Cyanophyta revealed that the quantitative relations between individual polar lipid classes and their content in the cells differed considerably in Spirulina platensis and Nostoc linckia. Higher content of monogalactosyldiacylglycerol and phosphatidylglycerol, as well as somewhat lesser parts of glycolipids in the total quantity of polar lipids, were characteristic for Spirulina platensis. The cultivation of Cyanophyta in the presence of exogenous organic substances (5 mM or 50 mM glucose, 5 mM mannose or 5 mM sodium citrate) resulted in the redistribution of the ratio between glyco- and phospholipids in favour of phosphatidylglycerol at the expense of monogalactosyldiacylglycerol, and also, in most cases, in the increase in relative content of oleate in lipids along with the decrease in that of palmitoleate. The multiplicity of negative effects of exogenous glucose on the photosynthetic activity of Spirulina platensis was demonstrated, namely the lowering in the maximal quantum yield of photosystem II, reduced efficiency of photochemical charge separation in photosystem II reaction centres and impaired electron efflux from them. The extent of glucose effect on the values of photochemical chlorophyll fluorescence quenching parameters depended on the concentration of glucose in the culture medium. Mannose, the structural analogue of glucose, did not stimulate the growth of Spirulina platensis and Nostoc linckia but caused the reduction of chlorophyll content in the cells and the rise of phosphatidylglycerol part in the total quantity of polar lipids similar to those evoked by glucose. The inhibitory effect of glucose analogues, mannose and 2-deoxyglucose, on Spirulina platensis photosystem II activity was restricted to the partial blocking of electron transfer from the reaction centres of photosystem II to plastoquinone pool. The similarity of effects occurring in Cyanophyta under the influence of glucose and its analogues suggests that glucose perform signalling functions in the cells of Cyanophyta.

Key words: Spirulina platensis, Nostoc linckia, mixotrophic nutrition, glucose, mannose, sodium citrate, lipids, fatty acids, chlorophyll fluorescence.

Размещено на Allbest.ru